(57)【要約】【課題】ハウジングの剛性やハウジングの負荷点位置（受圧面の接触状態）によって、両端の２列のころ列と比して大きくなり易い中央２列のころ列の荷重分担を軸受内部設計によって均等化を図り、最大限の寿命延長を可能にすることにある。【解決手段】内輪３と外輪６〜９との間に４列のころ列Ａ列〜Ｄ列を有し、該４列のころ列のうち中央２列のころ列のＢ列とＣ列の軸受ラジアルすきまΔｒを同一とすると共に、前記中央２列の両側に位置する両端２列のころ列のＡ列とＤ列の軸受ラジアルすきまを同一とし、前記中央２列のころ列のＢ列とＣ列の軸受ラジアルすきまを、両端２列のころ列のＡ列とＤ列の軸受ラジアルすきまと比して大きく設定し、かつ４列のころ列の組込み列順を規制する手段を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に４列のころ列を有し、該４列のころ列のうち中央２列のころ列の軸受ラジアルすきまを同一とすると共に、前記中央２列の両側に位置する両端２列のころ列の軸受ラジアルすきまを同一とし、
前記中央２列のころ列の軸受ラジアルすきまが、両端２列のころ列の軸受ラジアルすきまと比して大きく設定されていることを特徴とする４列円筒ころ軸受。
【請求項２】
４列のころ列の各ころ径が同一で、中央２列のころ列の外輪軌道径寸法を、両端２列のころ列の外輪軌道径寸法と比して大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の４列円筒ころ軸受。
【請求項３】
４列のころ列の夫々の組込み列順を規制する手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の４列円筒ころ軸受。
【請求項４】
組込み列順を規制する手段が、中央２列のころ列の夫々の外輪端部と、該外輪端部間に組込まれる中鍔輪端部との接合箇所に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の４列円筒ころ軸受。
【請求項５】
組込み列順を規制する手段が、両端２列のころ列の夫々の外輪端部と、該夫々の外輪の外側に組込まれる各鍔輪端部との接合箇所に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の４列円筒ころ軸受。
【請求項６】
組込み列順を規制する手段が、外輪端部と中鍔輪端部との嵌合構造であることを特徴とする請求項４に記載の４列円筒ころ軸受。
【請求項７】
組込み列順を規制する手段が、外輪端部と鍔輪端部との嵌合構造であることを特徴とする請求項５に記載の４列円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４列円筒ころ軸受、特に圧延機用ロールネック軸受の作業ロールを支持するバックアップ用軸受などに用いられる４列円筒ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧延機用ＢＵＲ（バックアップロール）軸受は油膜軸受が主流であったが、圧延製品の精度向上を背景に転がり軸受が採用されるようになった。特に製品の高精度が要求される冷間圧延機などに４列円筒ころ軸受が多く採用されている。
使用される軸受は、設備の規模によっても異なるが、内径約φ５００からφ１０００の４列円筒ころ軸受が多く使用されている。
【０００３】
このＢＵＲ用軸受は、板の圧延反力を支えるため、数百トンから千数百トンの荷重が作用する大変厳しい条件下で使用される。
圧延機用ロールネック用軸受などは、ハウジングと負荷シリンダーとの間に調心機構が十分でないためロールネック部のベンデングによる傾きが生じやすいことが知られており、その対策として特許文献１乃至３に開示の技術が提供されている。
【特許文献１】実公昭５２−１９４６号公報
【特許文献２】特公昭５５−８６９０号公報
【特許文献３】特開平６−３０４６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年の圧延機用バックアップロール用ハウジング構造の中には負荷の受圧面の接触面積が狭いものが多く、ハウジングが比較的調心し易いことからロールベンデングによる傾きの影響を受けにくいものも多くなっている。図７に４列円筒ころ軸受が組み込まれた圧延機バックアップロール用ハウジング周りの構造図を示す。ここで、ロールバレル側から４列のころ列が、夫々Ａ列，Ｂ列，Ｃ列，Ｄ列と組込まれている。図８は、各列の荷重分担イメージを表す図である。
しかし、そのロールベンデングによる傾きの影響を受けにくい反面、両端の２列（Ａ列・Ｄ列）に相当する部分は、ハウジングが肉薄設計となるため剛性の不足による影響や、ハウジングの負荷点位置（受圧面の接触状態）によって中央の２列（Ｂ列・Ｃ列）の転動体荷重が過酷となり早期損傷を起こすといった問題があった（図８参照）。
【０００５】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ハウジングの剛性やハウジングの負荷点位置（受圧面の接触状態）によって、両端の２列のころ列と比して大きくなり易い中央２列のころ列の荷重分担を軸受内部設計によって均等化を図り、最大限の寿命延長を可能にすることにある。
また、本発明の第２の目的は、４列のころ列の夫々の外輪の組込み列順を規制することにより、前記第１の目的の実効を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するためになした第１の発明は、内輪と外輪との間に４列のころ列を有し、該４列のころ列のうち中央２列のころ列の軸受ラジアルすきまを同一とすると共に、前記中央２列の両側に位置する両端２列のころ列の軸受ラジアルすきまを同一とし、前記中央２列のころ列の軸受ラジアルすきまが、両端２列のころ列の軸受ラジアルすきまと比して大きく設定されていることを特徴とする４列円筒ころ軸受としたことである。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、４列のころ列の各ころ径が同一で、中央２列のころ列の外輪軌道径寸法を、両端２列のころ列の外輪軌道径寸法と比して大きく設定されていることを特徴とする４列円筒ころ軸受としたことである。
【０００８】
ここで、第１又は第２の発明により、両端２列のころ列の軸受ラジアルすきまと、中央２列のころ列の軸受ラジアルすきまを異にするとした場合、軸受の組み立て時に夫々の組込み列順を間違えると、逆効果を招き著しい早期損傷を招く虞がある。そこで、第３乃至第９の発明では次の技術的手段を講じ、第１又は第２の発明の実効を図るものとしている。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、４列のころ列の夫々の組込み列順を規制する手段を備えるものとした。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、組込み列順を規制する手段が、中央２列のころ列の夫々の外輪端部と、該外輪端部間に組込まれる中鍔輪端部との接合箇所に設けられているものとした。
【００１１】
第５の発明は、第３の発明において、組込み列順を規制する手段が、両端２列のころ列の夫々の外輪端部と、該夫々の外輪の外側に組込まれる各鍔輪端部との接合箇所に設けられているものとした。
【００１２】
第６の発明は、第４の発明において、組込み列順を規制する手段が、外輪端部と中鍔輪端部との嵌合構造とした点にある。
【００１３】
第７の発明は、第５の発明において、組込み列順を規制する手段が、外輪端部と鍔輪端部との嵌合構造とした点にある。
【発明の効果】
【００１４】
第１又は第２の発明によれば、特に圧延機ＢＵＲ用軸受に使用されるハウジング構造の関係によって生じるアプリケーション固有の荷重条件作用（中央２列の過酷荷重作用）を抑制することができ特定部位の早期損傷を防止することが可能となる。
さらに、第３乃至第７の発明によれば、各ころ列の組込み列順を規制し、組込み列順の間違いを無くすことにより第１又は第２の発明の実効を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態を、図に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎず何等これに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
本発明４列円筒ころ軸受は、例えば図示しない圧延機用バックアップロールのロールネックに組込まれる。なお、本発明の適用範囲は本実施例に限定されるものではない。
図１は本発明の実施例１、図２は本発明の実施例２を示す。
【実施例１】
【００１６】
４列円筒ころ軸受は、内輪３と外輪６，７，８，９との間に組み込んだ４列のころ列を有している。
前記内輪３は、図示しないロールネックに嵌合されて固定されており、ロールネックと一体となって回転する。これらころ列は、ロールネックのロールバレル側から軸端方向に、Ａ列，Ｂ列，Ｃ列，Ｄ列の列順で組み込まれる。
具体的に説明すると、４列円筒ころ軸受は、１個の複列内輪３と２個の外輪６，７との間に２列のころ列（Ａ列・Ｂ列）をもった複列軸受１と、同じく１個の複列内輪３と２個の外輪８，９との間に２列のころ列（Ｃ列・Ｄ列）をもった複列軸受２を軸方向に配列して形成されている。各ころ列（Ａ列乃至Ｄ列）は、夫々円周方向に組み込まれた多数の円筒ころ５を有している。
さらに、中央２列のころ列のＢ列とＣ列との間には、夫々の外輪端部７ａ，８ａに添設される中鍔輪１１が配設され、前記Ｂ列とＣ列を挟んで両端に位置する両端２列のＡ列の外側とＤ列の外側には、夫々の外輪端部６ａ，９ａに添設される鍔輪１２が配設される。
【００１７】
そして、本実施例では、中央２列のＢ列とＣ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）を、両端２列のＡ列とＤ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）よりも大きく設定する。
なお、前記Ｂ列とＣ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）を同一とし、一方、Ａ列とＤ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）も同一とする。
本実施例では、内径約φ５００〜９００ｍｍ前後の４列円筒ころ軸受であり、中央２列のＢ列とＣ列の軸受ラジアルすきまは、両端２列のＡ列とＤ列の夫々の外輪軌道６ｃ，９ｃの軌道径に対して外輪軌道７ｃ，８ｃの軌道径寸法を変え、ころの内接円径寸法を調整して設定している。なお、本実施例で円筒ころ５は４列とも同じころ径の仕様としている。
軸受ラジアルすきま（Δｒ）の設定は、軸受サイズ、荷重条件、ハウジング構造によって異なるが、Ａ列とＤ列の通常設定する軸受ラジアルすきまに対し、プラス０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲でＢ列とＣ列の軸受ラジアルすきまが大きく設計されている。
なお、本実施例では、内径７００ｍｍの４列円筒ころ軸受であるが、両端のＡ列とＤ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）を０．４ｍｍとし、中央のＢ列とＣ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）を０．５ｍｍとする。
【００１８】
図３は、内径７００ｍｍの４列円筒ころ軸受において、軸受外輪にひずみゲージを貼付けて各列の最大転動体荷重を測定し、各列の最大転動体荷重を実測から求めた荷重分担比率の結果を示す。図５は従来仕様（各列同一すきま）における同様の荷重条件で各列の荷重分担比率を実測した結果を示す。また図４の結果、ＦＥＭ（Finite  Element  Method  有限要素法）における解析検証結果例を示す。図６は従来仕様のＦＥＭにおける解析検証結果例を示す。また、図３と図４の結果は、図１に示すように、Ｂ列とＣ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）を、Ａ列とＤ列の軸受ラジアルすきま（Δｒ）より＋０．１ｍｍ大きくした場合の荷重分担測定結果である。
このように図３乃至図６に示すように、従来仕様では、中央２列のＢ列とＣ列の荷重分担崩れ傾向が強いのに対し、本実施例では荷重分担の均等化が図れていることが実測と解析において確認できた。
【実施例２】
【００１９】
本実施例は、前記実施例１において採用する、４列のころ列（Ａ列・Ｂ列・Ｃ列・Ｄ列）の夫々の組込み列順を規制する手段を備えた実施の一例である。
すなわち、前記実施例１の実効を図るためには、両端２列のＡ列とＤ列の間に、中央２列のＢ列とＣ列が必ず配列されるようにしなければならず、本実施例では、Ｂ列とＣ列の外輪端部７ａ，８ａと中鍔輪１１との接合箇所に嵌合構造１０，１０を形成し、ころ列の組込み列順を規制している。
【００２０】
前記嵌合構造１０の一実施例を説明すると、中鍔輪１１の両端部に夫々軸方向に突設した突条１１ａ，１１ａを周方向に連続して備え、そして該中鍔輪１１と接合する中央２列のころ列（Ｂ列・Ｃ列）の外輪７，８の端部７ａ，８ａに、前記中鍔輪１１の突条１１ａ，１１ａが嵌り合う段部７ｂ，８ｂが周方向に連続して凹設されている。
【００２１】
従って、中央２列のころ列（Ｂ列とＣ列）は、夫々の外輪端部７ａ，８ａの段部７ｂ，８ｂに中鍔輪１１の突条１１ａ，１１ａが夫々嵌り合うことにより、４列のころ列は、Ａ列・Ｂ列・Ｃ列・Ｄ列の順に配列されることとなる。
これにより万が一、Ａ列とＢ列の外輪６，７を組み間違えた場合、若しくはＢ列とＣ列の７，８外輪を組み間違えた場合などでも組立て高さ（幅寸法）が大きく変わるので、組立て時に作業者が容易に間違いを見つけることが可能となり、組み間違えを未然に防止することができる。また、前記嵌合構造１０が成り立たないことからも作業者は組み間違えを容易に気が付く。
なお、図示しないが、前記嵌合構造１０と併せて、各列の列を識別する識別標識を、各外輪端部などに付記するものとしてもよい。このような識別標識としては、例えば各列を示す記号、各列を示す色彩などが挙げられるが周知の識別標識が本発明の範囲内で適用される。
【００２２】
また、前記した組込み列順を規制する手段は限定されるものではなく、例えば、外輪側に突条を、中鍔輪に該突条が嵌り合う段部を夫々設ける構造であってもよい。突条１１ａは断続的に設けるものであっても良い。また、段部７ｂ，８ｂに代えて嵌合溝を採用することも可能である。また、外輪端部７ａ，８ａと中鍔輪１１の端部の接合箇所をテーパ状に形成し、夫々のテーパ状の接合面が、密接するように構成することによっても組込み列順を規制することができる。
【実施例３】
【００２３】
本実施例では、前記実施例１において採用する、４列のころ列（Ａ列・Ｂ列・Ｃ列・Ｄ列）の夫々の組込み列順を規制する手段の他の実施の一例について説明する。
すなわち、両端２列のＡ列とＤ列の夫々の外輪端部６ａ，９ａと、該夫々の外輪６，９の外側に配設される夫々の鍔輪１２，１２との接合箇所に形成した嵌合構造１０を採用する実施の一例である。
【００２４】
両端２列のＡ列とＤ列の外輪端部６ａ，９ａと鍔輪１２との接合箇所に形成される嵌合構造１０は、例えば、鍔輪１２の端部に軸方向に突設した突条１２ａを周方向に連続して備え、そして該夫々の鍔輪１２と接合する各ころ列（Ａ列・Ｄ列）の外輪６，９の端部６ａ，９ａに、前記鍔輪１２の突条１２ａ，１２ａが嵌り合う段部６ｂ，９ｂが周方向に連続して凹設されている。
従って、本実施例の場合、両端２列のころ列（Ａ列とＤ列）は、夫々の外輪端部６ａ，９ａの段部６ｂ，９ｂに、各鍔輪１２，１２の突条１２ａ，１２ａが夫々嵌り合わなければ組込めないため、組立て時に作業者が容易に間違いを見つけることが可能となり、前記段部６ｂ，９ｂと突条１２ａ，１２ａが嵌り合う場合には、４列のころ列は、Ａ列・Ｂ列・Ｃ列・Ｄ列の順に配列されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１を部分的に示す概略断面図。
【図２】実施例２を部分的に示す概略断面図。
【図３】実施例１の４列円筒ころ軸受のＦＥＭにおける解析検証結果を示す図。
【図４】実施例１の４列円筒ころ軸受における各列のころ最大荷重を測定し、各列の荷重比率を算出した結果を示す図。
【図５】従来の４列円筒ころ軸受における荷重分担測定結果を示す図。
【図６】従来の４列円筒ころ軸受における各列のころ最大荷重を測定し、各列の荷重比率を算出した結果を示す図。
【図７】従来の４列円筒ころ軸受が組込まれた圧延機バックアップロール用ハウジング周りの構造図を示す。
【図８】従来の４列円筒ころ軸受の各列の荷重分担イメージを表した概略図
【符号の説明】
【００２６】
Ａ列，Ｂ列，Ｃ列，Ｄ列：ころ列
３：内輪
６，７，８，９：外輪
６ａ，７ａ，８ａ，９ａ：端部
６ｂ，７ｂ，８ｂ，９ｂ：段部
１０：嵌合構造
１１：中鍔輪
１１ａ：突条
１２：鍔輪
１２ａ：突条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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